公开了一种多能倍频粒子加速器，以解决现有加速器能量单一、束流功率和工作频率受单一功率源限制的缺点。该加速器包括：产生具有不同功率的N个脉冲信号的脉冲功率源，其中N大于等于2；与脉冲功率源连接的、分别产生具有不同能量的N个微波的N个磁控管；功率混合环，具有N个入口和一个出口，所述N个入口的各个入口连接到所述N磁控管；与所述N个微波同步地产生N个粒子束的电子枪；以及与所述电子枪和所述功率混合环连接的加速管。使用本实用新型的多能倍频粒子加速器，由于其交替输出多种能量的粒子束，且工作频率高，功率可倍增，在辐射成像、放射医学及辐照加工领域具有更强的应用前景。